1.最早出現的計算機主要是為了解決複雜的計算問題，而早期的計算機只能夠接受一些特定的指令，當使用者在輸入這個指令的時候，計算機才會去工作，如果不輸入指令，計算機就不會工作，因為計算機本身不會儲存指令，很多情況下，計算機都會處於等待狀態，並沒有真正利用計算機本身的資源。於是進入了批處理作業系統的演變過程。
2.批處理作業系統：使用者把需要執行的多個指令寫在磁帶上，然後讓計算機去讀取這個磁帶執行相應的程式，並把結果輸出在另外乙個磁帶上。
3.雖然批處理這種方式能大大提公升計算機資源的利用率，但是會遇到一些問題，比如，作業系統的乙個指令阻塞了，cpu會等到這個指令執行完畢後，再去執行下乙個指令，這樣的話就會使cpu處於等待狀態，無法提高資源的利用率。為了解決這個問題，就出現了程序和執行緒的概念。
注：為了簡便起見，只放了兩個cpu核心。
如圖中所示：現代計算機硬體架構中一般包含兩個甚至更多個cpu核心，為了消除cpu和記憶體之間的速度差異（從記憶體中載入資料和指令的速度和cpu的執行速度差很多很多），提高指令執行效率，每個cpu核心內建了高速暫存器和**快取（l1,l2,l3），其中暫存器分為指令暫存器和資料暫存器兩部分。
當乙個執行緒在cpu上執行的時候，cpu會先將資料和指令從記憶體中讀取載入（load）到快取中，然後進行計算，計算完成後將資料先寫到快取中，當執行完成後，再將快取中的值更新到主記憶體中。當計算機為多核cpu時，就會出現快取一致性問題。
舉個例子：多執行緒環境中進行i++操作。
public class test ).start();}}
}
我們理想中的多執行緒執行的順序是這樣的;執行緒1先將i載入到快取中，cpu執行計算將i+1為2，並將快取中的i賦值為2，最後將快取中的i更新到主記憶體中，此時主記憶體中i為2，執行緒2此時再將i載入到快取中，cpu執行計算將i+1為3，並將快取中的i賦值為3，最後將快取中的i更新到主記憶體中，此時主記憶體中i為3.符合預期。
而現實中，cpu是並行執行的，如果不做同步處理，很有可能打破上述的理想執行過程，導致。在本例子中，有可能出現cpu1執行完step2，但是還未來得及執行step3,；此時cpu0已經執行step4，將i載入到快取記憶體中了，此時快取記憶體中i的值還是1，是乙個過期的值，那麼當cpu0、cpu1執行完step1-step6之後，主記憶體中的i的值可能為2，而不是3，不符合預期，這就是所謂的執行緒安全問題。
現代計算機中解決多核cpu環境中快取一致性問題的解決方案有兩種;一種是匯流排鎖，另一種是mesi協議（一種快取一致性協議）。
匯流排鎖的運作機制:當快取在使用設定為需要保證快取一致性的共享變數時，鎖定這個變數，保證變數只能被當前cpu使用，其他需要使用該變數的cpu需要等待當前cpu執行完畢才能繼續執行。是早期的多核cpu架構中使用的一種快取一致性機制，由於鎖定匯流排的方式會導致cpu等待，所以效能比較低下。而mesi是一種樂觀鎖的實現：當乙個cpu使用某個設定為需要保證快取一致性的變數時，會給這個變數設定乙個記憶體屏障，當其他cpu讀取這個變數時，由於記憶體屏障的存在，會導致cpu等，直到當前cpu使用完成後，將快取中的值儲存到主記憶體中，然後通過mesi協議通知其他cpu從主記憶體中載入最新值。
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